DE102016112520A1 - Bearing device for an exhaust gas turbocharger and turbocharger - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader, aufweisend ein erstes Radiallager (13) und ein zweites Radiallager (14), wobei die Radiallager (13, 14) zur radialen Lagerung einer Welle (8) des Abgasturboladers (2), mit einer Drehachse (11), ausgebildet sind, und wobei zwischen dem ersten Radiallager (13) und einer einem Turbinenrad (7) des Abgasturboladers (2) zugewandt ausgebildeten sich radial erstreckenden ersten Stützwandung (17) des Abgasturboladers (2) zur axialen Abstützung des ersten Radiallagers (13) und zwischen dem zweiten Radiallager (14) und einer einem Verdichterrad (6) des Abgasturboladers (2) zugewandt ausgebildeten sich radial erstreckenden zweiten Stützwandung (22) des Abgasturboladers (2) zur axialen Abstützung des zweiten Radiallagers (14) ein erster Abflussspalt (18) bzw. ein zweiter Abflussspalt (23) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist zur axialen und gleichzeitigen radialen Lagerung und/oder zur Unterstützung der radialen Lagerung der erste Abflussspalt (18) und/oder der zweite Abflussspalt (23) sich gegenüber der Drehachse (11) zumindest teilweise unter Ausbildung eines Winkels (α), welcher größer oder kleiner als 90° ist, geneigt oder gebogen ausgebildet.The invention relates to a bearing device for an exhaust gas turbocharger, comprising a first radial bearing (13) and a second radial bearing (14), wherein the radial bearings (13, 14) for the radial mounting of a shaft (8) of the exhaust gas turbocharger (2), with an axis of rotation ( 11), and wherein between the first radial bearing (13) and a turbine wheel (7) of the exhaust gas turbocharger (2) facing radially extending first support wall (17) of the exhaust gas turbocharger (2) for the axial support of the first radial bearing (13 ) and between the second radial bearing (14) and a compressor wheel (6) of the exhaust gas turbocharger (2) facing radially extending second support wall (22) of the exhaust gas turbocharger (2) for axially supporting the second radial bearing (14) has a first discharge gap (18 ) or a second outflow gap (23) is formed. According to the invention for axial and simultaneous radial support and / or to support the radial bearing of the first discharge gap (18) and / or the second discharge gap (23) against the axis of rotation (11) at least partially forming an angle (α), which is larger or less than 90 ° is formed inclined or curved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie einen Abgasturbolader gemäß Anspruch 11.The invention relates to a bearing device for an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of patent claim 1 and to an exhaust gas turbocharger according to claim 11.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 033 814 A1 offenbart eine Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader, dessen, zur radialen Lagerung einer Welle des Abgasturboladers ausgebildete Radiallager mit einem Abstandhalter, welcher zwischen den beiden Radiallagern angeordnet ist, verbunden sind. Die gesamte Lagervorrichtung ist einteilig ausgebildet, d. h. die Radiallager und der Abstandhalter sind gemeinsam hergestellt. Das Problem einer derartigen Lagervorrichtung ist neben einer aufwendigen Herstellung der Lagervorrichtung auch in den hohen Materialkosten zu sehen, da die Lagervorrichtung bspw. aus einem Rohling aufwendig herausgearbeitet wird.The publication DE 10 2008 033 814 A1 discloses a bearing device for an exhaust gas turbocharger whose radial bearing formed for the radial mounting of a shaft of the exhaust gas turbocharger with a spacer, which is arranged between the two radial bearings, are connected. The entire bearing device is formed in one piece, ie the radial bearings and the spacer are made together. The problem of such a bearing device can be seen in addition to a complex production of the bearing device in the high material costs, since the bearing device, for example, is elaborately elaborated from a blank.

Aus einer zwischen dem Radiallager und einer dem Radiallager gegenüberliegenden Wandung erfolgt ein Schmiermittelaustritt, welcher eine hohe Fließgeschwindigkeit aufweist. Dadurch ergibt sich ein hoher Druck auf Dichtringe, welche zur Abdichtung gegenüber einem Schmiermittelaustritt in einen Verdichter des Abgasturboladers und einer Turbine des Abgasturboladers vorgesehen sind.From a between the radial bearing and a radial bearing opposite wall is a lubricant outlet, which has a high flow velocity. This results in a high pressure on sealing rings, which are provided for sealing against a lubricant outlet in a compressor of the exhaust gas turbocharger and a turbine of the exhaust gas turbocharger.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine verbesserte Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader bereitzustellen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, einen kostenreduzierten Abgasturbolader bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an improved bearing device for an exhaust gas turbocharger. Another aspect of the invention is to provide a cost-reduced exhaust gas turbocharger.

Diese Aufgabe wird durch eine Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a bearing device for an exhaust gas turbocharger having the features of patent claim 1 and by an exhaust gas turbocharger having the features of patent claim 11. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective subclaims.

Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader mit einem ersten Radiallager und einem zweiten Radiallager, wobei das erste Radiallager und das zweite Radiallager zur radialen Lagerung einer Welle des Abgasturboladers, aufweisend eine Drehachse, ausgebildet sind und zwischen den beiden Radiallagern ein Abstandhalter angeordnet ist. Zwischen dem ersten Radiallager und einer einem Turbinenrad des Abgasturboladers zugewandt ausgebildeten, sich radial erstreckenden ersten Stützwandung des Abgasturboladers, welche einer axialen Abstützung des ersten Radiallagers dient, und dem zweiten Radiallager und einer einem Verdichterrad des Abgasturboladers zugewandt ausgebildeten sich radial erstreckenden zweiten Stützwandung des Abgasturboladers, welche zur axialen Abstützung des zweiten Radiallagers ausgebildet ist, ist ein erster Abflussspalt bzw. ein zweiter Abflussspalt ausgestaltet. Erfindungsgemäß ist zur axialen und gleichzeitigen radialen Lagerung und/oder zur Unterstützung der radialen Lagerung der erste Abflussspalt und/oder der zweite Abflussspalt sich gegenüber der Drehachse zumindest teilweise unter Ausbildung eines Winkels, welcher größer oder kleiner als 90° ist, geneigt oder gebogen ausgebildet.The first aspect of the invention relates to a bearing device for an exhaust gas turbocharger with a first radial bearing and a second radial bearing, wherein the first radial bearing and the second radial bearing for radially supporting a shaft of the exhaust gas turbocharger, comprising a rotation axis, are formed and disposed between the two radial bearings, a spacer is. Between the first radial bearing and a turbine wheel of the exhaust gas turbocharger facing, radially extending first support wall of the exhaust gas turbocharger, which serves for axial support of the first radial bearing, and the second radial bearing and a compressor of the exhaust gas turbocharger facing formed radially extending second support wall of the exhaust gas turbocharger, which is designed for the axial support of the second radial bearing, a first outflow gap or a second outflow gap is configured. According to the invention for axial and simultaneous radial support and / or to support the radial bearing of the first discharge gap and / or the second discharge gap with respect to the axis of rotation at least partially to form an angle which is greater or less than 90 °, inclined or curved.

Radiallager gemäß dem Stand der Technik sind zylinderförmig ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass ein zwischen dem Radiallager und der Abstützwandung ausgeführter Abflussspalt orthogonal zur Drehachse vorliegt. Dadurch tritt über den Abflussspalt austretendes Schmiermittel quasi senkrecht zur Drehachse aus dem Abflussspalt aus. Infolge dieses Austritts ergibt sich ein hoher Druck auf Dichtringe, die der Lagervorrichtung zugeordnet sind und einen Übertritt von Schmiermittel in einen Verdichter des Abgasturboladers und eine Turbine des Abgasturboladers verhindern sollen.Radial bearings according to the prior art are cylindrical. In other words, that between the radial bearing and the Abstützwandung executed discharge gap is orthogonal to the axis of rotation. As a result, lubricant exiting via the outflow gap emerges from the discharge gap quasi perpendicular to the axis of rotation. As a result of this leakage results in a high pressure on sealing rings, which are associated with the bearing device and should prevent the passage of lubricant into a compressor of the exhaust gas turbocharger and a turbine of the exhaust gas turbocharger.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Herbeiführung eines gezielten Abflusses von aus dem Abflussspalt austretenden Schmiermittel in ein Schmiermittelbecken des Abgasturboladers, wobei der gezielte Abfluss von den Dichtringen abgewandt ausgerichtet ist. Dadurch sind diese nicht mehr der hohen Belastung aufgrund des hohen Staudruckes des auf sie auftreffenden Schmiermittels ausgesetzt. Die geneigten oder gebogen ausgebildete Abflussspalte führen zu einem Venturi-Effekt, wodurch insbesondere am dem Abgasführungsabschnitt zugewandt ausgebildeten Radiallager Schmiermittel angesaugt wird. Somit ist vermieden, dass das Schmiermittel in den Abgasführungsabschnitt eindringen kann.The advantage of the present invention is the achievement of a targeted outflow of lubricant exiting the discharge gap in a lubricant reservoir of the exhaust gas turbocharger, wherein the targeted outflow is oriented away from the sealing rings. As a result, they are no longer exposed to the high load due to the high back pressure of the lubricant impinging on them. The sloped or bent drainage gaps lead to a Venturi effect, whereby lubricant is sucked in, in particular on the radial bearing which faces the exhaust gas guide section. Thus, it is avoided that the lubricant can penetrate into the exhaust gas guide section.

Zur Steigerung eines Öldruckes des zwischen der Welle und dem Radiallager ausgebildeten Schmiermittels ist bevorzugt der Abflussspalt in einem Austrittsbereich des Abflussspaltes geneigt oder gebogen ausgeführt.In order to increase an oil pressure of the lubricant formed between the shaft and the radial bearing, the outflow gap in an exit region of the outflow gap is preferably designed to be inclined or curved.

Eine Ausbildung des ersten Radiallagers und/oder zweiten Radiallagers bspw. in Form eines Kegelstumpfes, dessen große Grundfläche jeweils dem gegenüberliegenden Radiallager zugewandt ausgebildet ist, führt zu geneigten Wandungsflächen der Radiallager, die eine Vergrößerung von effektiven Lagerflächen der Radiallager erwirken. Die Vergrößerung der effektiven Lagerflächen ergibt eine gesteigerte Dämpfung des Laufzeugs während dem Betrieb des Abgasturboladers. Des Weiteren wird die Steifigkeit der Lagerung durch die Vergrößerung der effektiven Lagerflächen ebenfalls vergrößert. Unter der effektiven Lagerfläche ist eine Summe der tatsächlich der Welle gegenüberliegenden Lagerfläche der Radiallager und ein Anteil der Wandungsfläche mit einer sich in radialer Richtung ausgerichteten Reibungskraftkomponente zu verstehen.An embodiment of the first radial bearing and / or second radial bearing, for example, in the form of a truncated cone, whose large base surface is in each case facing the opposite radial bearing, leads to inclined wall surfaces of the radial bearings, which cause an increase of effective bearing surfaces of the radial bearings. The increase in effective bearing surfaces results in increased damping of the rotor during operation of the exhaust gas turbocharger. Furthermore, the rigidity of the bearing is also increased by increasing the effective bearing surfaces. Under the effective storage area is a sum of the actual The shaft opposite bearing surface of the radial bearings and a portion of the wall surface to understand with a aligned in the radial direction frictional force component.

Ein weiterer Vorteil ist in einer Reduzierung hochpräziser Lagerflächen zu sehen. Die Lagerflächen dienen aufgrund ihrer zur Drehachse geneigten und/oder gebogenen Ausbildung gleichzeitig als Radial- und als Axiallager. Dadurch wiederum können Kosten gesenkt werden und somit ein kostenreduzierter Abgasturbolader realisiert werden. Schräge Flächen verringern die Empfindlichkeit des Ölspaltes auf Längentoleranzen. Die Auswirkung der Längentoleranz ist aufgrund der Schrägstellung und/oder gebogenen Stellung geringer. Dies ergibt einen langsameren Aufbrauch der Schmierspalte, wodurch ein größeres Axialspiel herbeigeführt wird und die Lagervorrichtung insgesamt robuster als im Stand der Technik ausgestaltet ist.Another advantage is the reduction of high-precision storage areas. The bearing surfaces are due to their inclined and / or bent to the rotation axis training simultaneously as a radial and thrust bearing. In turn, costs can be reduced and thus a cost-reduced exhaust gas turbocharger can be realized. Sloping surfaces reduce the sensitivity of the oil gap to length tolerances. The effect of the length tolerance is less due to the skew and / or bent position. This results in a slower consumption of the lubrication gaps, whereby a greater axial play is brought about and the bearing device is configured overall more robust than in the prior art.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Radiallager mit dem Abstandhalter und/oder das zweite Radiallager mit dem Abstandhalter drehfest verbunden.In a further embodiment, the first radial bearing with the spacer and / or the second radial bearing with the spacer rotatably connected.

Vorteilhafterweise ist das erste Radiallager und/oder das zweite Radiallager mit dem Abstandhalter einstückig ausgebildet.Advantageously, the first radial bearing and / or the second radial bearing is integrally formed with the spacer.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Abflussspalt und/oder der zweite Abflussspalt eine vom ersten Radiallager bzw. eine vom zweiten Radiallager gebildete erste Wandungsfläche bzw. zweite Wandungsfläche auf, welche gegenüber der Drehachse geneigt ausgebildet ist. Somit kann bereits bei der Herstellung des Radiallagers auf die Ausbildung des Abflussspaltes Einfluss genommen werden. Selbst wenn eine den Abflussspalt bildende, der Wandungsfläche gegenüberliegend angeordnete Stützwandung eine orthogonal zur Drehachse ausgebildete Erstreckungsrichtung aufweist, kann auf eine Ausrichtung des Schmiermittelaustritts Einfluss genommen werden.In a further embodiment, the first discharge gap and / or the second discharge gap has a first wall surface or second wall surface formed by the first radial bearing or a second radial bearing, which wall is inclined with respect to the axis of rotation. Thus, already in the manufacture of the radial bearing on the formation of the discharge gap influence can be taken. Even if a support wall forming the discharge gap and lying opposite the wall surface has an extension direction which is orthogonal to the axis of rotation, an orientation of the lubricant outlet can be influenced.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung ist die der ersten Wandungsfläche und/oder der zweiten Wandungsfläche gegenüberliegende erste Stützwandung der Welle bzw. zweite Stützwandung der Welle komplementär zur ersten Wandungsfläche bzw. zweiten Wandungsfläche ausgebildet. Somit kann ein definierter Abflussspalt zu definierten Beeinflussung des Schmiermitteldruckes im Abflussspalt realisiert werden.In a further embodiment of the storage device according to the invention, the first support wall of the shaft or second support wall of the shaft opposite the first wall surface and / or the second wall surface is designed to be complementary to the first wall surface or second wall surface. Thus, a defined discharge gap can be realized for defined influencing of the lubricant pressure in the discharge gap.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung weist die Welle zur Ausbildung der ersten Stützwandung einen Wellenring auf.In a further embodiment of the storage device according to the invention, the shaft has a shaft ring for forming the first support wall.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung ist die zweite Stützwandung von einem Ölschleuderring des Abgasturboladers gebildet. Der Vorteil ist darin zu sehen, dass, da der Ölschleuderring ein unabhängig von der Welle gefertigtes Bauteil ist, die Herstellung einer komplementären oder nur teilweise komplementären Ausbildung der Stützwand ohne einen wesentlichen Mehraufwand möglich ist. Des Weiteren wird ein zusätzlicher Schleudereffekt aufgrund des schrägen und/oder gebogen ausgebildeten Abflussspaltes erreicht.In a further embodiment of the bearing device according to the invention, the second support wall is formed by an oil slinger of the exhaust gas turbocharger. The advantage lies in the fact that, since the oil slinger is a manufactured independently of the shaft component, the production of a complementary or only partially complementary formation of the support wall without a significant overhead is possible. Furthermore, an additional centrifugal effect is achieved due to the oblique and / or bent outflow gap.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist die Ausbildung des Abstandhalters aus einem Kunststoff, wodurch sich eine Gewichtsreduzierung der Lagervorrichtung ergibt.Another preferred embodiment is the formation of the spacer made of a plastic, resulting in a weight reduction of the bearing device.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit einem Laufzeug, wobei das Laufzeug ein Verdichterrad, ein Turbinenrad und eine das Verdichterrad mit dem Turbinenrad drehfest verbindende Welle umfasst, wobei das Laufzeug in einem Lagerabschnitt mit einer Lagervorrichtung drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist die Lagervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet.The second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger with a rotor, wherein the rotor comprises a compressor impeller, a turbine wheel and a shaft rotatably connecting the compressor with the turbine wheel, wherein the rotor is rotatably mounted in a bearing portion with a bearing device. According to the invention, the bearing device is designed according to one of claims 1 to 10.

Der Vorteil dieser Erfindung ist eine Steigerung einer Dämpfung des Laufzeugs, wodurch das Laufzeug ein verbessertes Laufverhalten aufweist, indem es laufruhiger betrieben werden kann. Des Weiteren wird mit der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung eine Steifigkeit des Laufzeugs erhöht, wodurch sich eine Resonanzfrequenz des Rotors erhöht.The advantage of this invention is an increase in damping of the power tool whereby the power tool has improved runnability by being able to run quieter. Furthermore, with the bearing device according to the invention, a rigidity of the rotor tool is increased, as a result of which a resonance frequency of the rotor increases.

Des Weiteren ist eine Reibleistung des Abgasturboladers mit Hilfe der verbesserten Lagervorrichtung aufgrund der gesteigerten Dämpfung wesentlich reduziert. Diese verbesserte bzw. reduzierte Reibleistung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers führt beispielsweise zu einer Reduzierung eines Kraftstoffbedarfs einer mit dem Abgasturbolader verbundenen Verbrennungskraftmaschine, da der erfindungsgemäße Abgasturbolader einen geringeren Abgasmassendurchsatz zur Erzielung einer Leistung eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik entsprechend benötigt.Furthermore, a friction loss of the exhaust gas turbocharger with the aid of the improved bearing device is substantially reduced due to the increased damping. This improved or reduced friction power of the exhaust gas turbocharger according to the invention leads, for example, to a reduction in fuel consumption of an internal combustion engine connected to the exhaust gas turbocharger since the exhaust gas turbocharger according to the invention requires a lower exhaust gas mass flow rate in order to achieve a performance of an exhaust gas turbocharger according to the prior art.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or usable in isolation, without departing from the scope of the invention. Identical or functionally identical elements are assigned identical reference numerals. Show it:

1 in einem Längsschnitt einen Abgasturbolader gemäß dem Stand der Technik, 1 in a longitudinal section of an exhaust gas turbocharger according to the prior art,

2 in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel, 2 in a longitudinal section of a storage device according to the invention in a first embodiment,

3 in einem Längsschnitt die erfindungsgemäße Lagervorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel, und 3 in a longitudinal section, the bearing device according to the invention in a second embodiment, and

4 in einer perspektivischen Darstellung ein erstes Radiallager, ein zweites Radiallager und ein mit dem ersten Radiallager und dem zweiten Radiallager einstückig ausgebildeten Abstandhalter der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung. 4 in a perspective view of a first radial bearing, a second radial bearing and an integrally formed with the first radial bearing and the second radial bearing spacers of the storage device according to the invention.

Ein Laufzeug 1 eines Abgasturboladers 2 gemäß dem Stand der Technik ist in einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ausgebildet. Der Abgasturbolader 2 weist einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt 3 auf, welcher im Betrieb des Abgasturboladers 2 von einem Fluid, in der Regel von Abgas durchströmt wird. Das Abgas ist im Allgemeinen, aber nicht zwangsweise, ein Verbrennungsprodukt einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine.A jig 1 an exhaust gas turbocharger 2 According to the prior art is in a first embodiment according to 1 educated. The turbocharger 2 has a flow-through exhaust gas guide section 3 on, which in the operation of the exhaust gas turbocharger 2 from a fluid, usually flows through exhaust gas. The exhaust gas is generally, but not necessarily, a combustion product of an internal combustion engine, not shown.

Dem Abgasturbolader 2 ist ein durchström barer Luftführungsabschnitt 4 sowie ein zwischen dem Abgasführungsabschnitt 3 und dem Luftführungsabschnitt 4 positionierter Lagerabschnitt 5 zugeordnet, wobei im Lagerabschnitt 5 das Laufzeug 1 drehbar aufgenommen ist.The exhaust gas turbocharger 2 is a flow-through ble air duct section 4 and a between the exhaust gas guide portion 3 and the air guide section 4 positioned bearing section 5 assigned, wherein in the storage section 5 the power tool 1 is received rotatably.

Das Laufzeug 1 umfasst ein Verdichterrad 6 und ein Turbinenrad 7, welche miteinander mit Hilfe einer Welle 8 drehfest verbunden sind. Das Verdichterrad 6 ist in einer Verdichterradkammer 9 des Luftführungsabschnitts 4 zum Ansaugen von im Allgemeinen Frischluft angeordnet. Das Turbinenrad 7 ist in einer Radkammer 10 des Abgasführungsabschnitts 3 drehbar aufgenommen.The running tool 1 includes a compressor wheel 6 and a turbine wheel 7 , which help each other with the help of a wave 8th are rotatably connected. The compressor wheel 6 is in a compressor wheel chamber 9 of the air guide section 4 arranged to suck in generally fresh air. The turbine wheel 7 is in a wheel chamber 10 the exhaust gas guide section 3 rotatably received.

Das Turbinenrad 7 wird im Betrieb des Abgasturboladers 2 von dem den Abgasführungsabschnitt 3 durchströmenden Abgas beaufschlagt und angetrieben, wobei es eine Drehbewegung um eine Drehachse 11 des Laufzeugs 1 ausführt. Diese Drehbewegung ist mit Hilfe der Welle 8 auf das Verdichterrad 6 übertragbar, welches somit simultan zur Drehbewegung des Turbinenrads 7 eine Drehbewegung ausführt. Mit Hilfe des Verdichterrades 6 und dessen Drehbewegung wird Frischluft angesaugt, welche im Luftführungsabschnitt 4 verdichtet wird.The turbine wheel 7 is during operation of the exhaust gas turbocharger 2 from the exhaust gas guide section 3 flowing through exhaust gas and driven, wherein there is a rotational movement about an axis of rotation 11 of the power tool 1 performs. This rotation is with the help of the shaft 8th on the compressor wheel 6 transferable, which thus simultaneously to the rotational movement of the turbine wheel 7 performs a rotational movement. With the help of the compressor wheel 6 and its rotational movement is drawn in fresh air, which in the air guide section 4 is compressed.

Die Welle 8 des Laufzeugs 1 ist im Lagerabschnitt 5 mit Hilfe einer Lagervorrichtung 12, umfassend ein erstes Radiallager 13 und ein zweites Radiallager 14 drehbar gelagert. Im Bereich des Verdichterrades 6 ist des Weiteren zur axialen Lagerung ein nicht näher dargestelltes Axiallager im Lagerabschnitt 5 aufgenommen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen des erste Radiallager 13 und das zweite Radiallager 14 die Form eines Semifloating-Lagers auf.The wave 8th of the power tool 1 is in the warehouse section 5 with the help of a storage device 12 comprising a first radial bearing 13 and a second radial bearing 14 rotatably mounted. In the area of the compressor wheel 6 is furthermore for axial storage not shown in detail thrust bearing in the bearing section 5 added. In the present embodiment, the first radial bearing 13 and the second radial bearing 14 the form of a semifloating warehouse.

Das erste Radiallager 13 und das zweite Radiallager 14 sind koaxial mit der Drehachse 11 des Laufzeugs 1 angeordnet, wobei zwischen dem ersten Radiallager 13 und dem zweiten Radiallager 14 ein Abstandhalter 15 ausgestaltet ist. Der Abstandhalter 15, auch als Distanzhülse bezeichnet, unterstützt eine axiale Fixierung der beiden Radiallager 13, 14 und ist einstückig und drehfest mit den beiden Radiallagern 13, 14 verbunden.The first radial bearing 13 and the second radial bearing 14 are coaxial with the axis of rotation 11 of the power tool 1 arranged, being between the first radial bearing 13 and the second radial bearing 14 a spacer 15 is designed. The spacer 15 , also referred to as a spacer, supports an axial fixation of the two radial bearings 13 . 14 and is one-piece and non-rotating with the two radial bearings 13 . 14 connected.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung 12 in einem Längsschnitt. Das erste Radiallager 13 weist eine erste Wandungsfläche 16 auf, welche dem Turbinenrad 7 zugewandt ausgebildet ist. Zwischen dem ersten Radiallager 13 und einer ersten Stützwandung 17 der Welle 8, welcher zur axialen Abstützung des ersten Radiallagers 13 ausgebildet ist, liegt ein erster Abflussspalt 18 vor. Über diesen ersten Abflussspalt 18 kann Schmiermittel, welches zur Schmierung der Lagerung des Laufzeugs 1 zwischen der Welle 8 und dem ersten Radiallager 13 vorliegt, in ein Schmiermittelbecken 19 abfließen. Des Schmiermittelbecken 19 ist über einen Ablaufkanal 20 mit einem nicht näher dargestellten Schmiermittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine verbunden. 2 shows a storage device according to the invention 12 in a longitudinal section. The first radial bearing 13 has a first wall surface 16 on which the turbine wheel 7 is formed facing. Between the first radial bearing 13 and a first support wall 17 the wave 8th , which for the axial support of the first radial bearing 13 is formed, there is a first discharge gap 18 in front. About this first discharge gap 18 can lubricate which is used to lubricate the bearing of the tool 1 between the wave 8th and the first radial bearing 13 present, in a lubricant tank 19 flow away. The lubricant basin 19 is via a drainage channel 20 connected to a non-illustrated lubricant circuit of the internal combustion engine.

Das zweite Radiallager 14 weist eine zweite Wandungsfläche 21 auf, wobei die zweite Wandungsfläche 21 dem Verdichterrad 6 zugewandt ausgebildet ist. Zwischen der zweiten Wandungsfläche 21 und einer zweiten Stützwandung 22 der Welle 8, welche zur axialen Abstützung des zweiten Radiallagers 14 ausgebildet ist, liegt ein zweiter Abflussspalt 23 vor, über den das Schmiermittel in des Schmiermittelbecken 19 abfließen kann. Beide Abflussspalte 18, 23 sind gegenüber der Drehachse 11 unter Ausbildung jeweils eines Winkels α, welcher kleiner als 90° ist, geneigt. Aufgrund der geneigten Ausbildung der Abflussspalte 18, 23, die von einer bezogen auf die Drehachse 11 orthogonalen Ausbildung abweicht, wird das Schmiermittel direkt in Richtung des Ablaufkanals 20 gelenkt.The second radial bearing 14 has a second wall surface 21 on, wherein the second wall surface 21 the compressor wheel 6 is formed facing. Between the second wall surface 21 and a second support wall 22 the wave 8th , which for the axial support of the second radial bearing 14 is formed, there is a second discharge gap 23 above, about the lubricant in the lubricant tank 19 can drain away. Both drainage gaps 18 . 23 are opposite the axis of rotation 11 under formation of an angle α, which is smaller than 90 °, inclined. Due to the inclined formation of the drainage column 18 . 23 that of one related to the axis of rotation 11 deviates orthogonal training, the lubricant is directly in the direction of the drainage channel 20 directed.

Ebenso könnten die Abflussspalte 18, 23 auch gebogen ausgebildet sein. Auch könnten die Abflussspalte 18, 23 nur teilweise geneigt oder gebogen ausgebildet sein. Für die Erfindung notwendig ist die Neigung oder Biegung so auszuführen, dass das Schmiermittel abweichend von einer, wie im Stand der Technik angegebenen, orthogonalen Ausströmung aus der Lagervorrichtung 12, insbesondere in einem Austrittsbereich der Abflussspalte 18, 23 umgelenkt wird. Des heißt mit anderen Worten, dass der erste Abflussspalt 18 und/oder der zweite Abflussspalt 23 insbesondere im Austrittsbereich 27 der Abflussspalte 18, 23 gegenüber der Drehachse 11 zumindest teilweise unter Ausbildung des Winkels α, welcher größer oder kleiner als 90° ist, geneigt oder gebogen ausgebildet ist. Dadurch wird ein Schmiermitteldruck im Lager erhöht, wodurch die Tragfähigkeit des Lagers gesteigert wird.Likewise, the drainage column could 18 . 23 also be formed bent. Also could the drainage column 18 . 23 be formed only partially inclined or bent. It is necessary for the invention to carry out the inclination or bending in such a way that that the lubricant deviates from an orthogonal outflow from the storage device as indicated in the prior art 12 , in particular in an outlet region of the drainage column 18 . 23 is diverted. In other words, that means the first drainage gap 18 and / or the second drainage gap 23 especially in the exit area 27 the drainage column 18 . 23 opposite the axis of rotation 11 formed at least partially with the formation of the angle α, which is greater or less than 90 °, inclined or bent. As a result, a lubricant pressure in the bearing is increased, whereby the bearing capacity of the bearing is increased.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste Wandungsfläche 16 und die zweite Wandungsfläche 21 komplementär zur ersten Stützwandung 17 bzw. zur zweiten Stützwandung 22 ausgebildet.In the illustrated embodiment, the first wall surface 16 and the second wall surface 21 complementary to the first support wall 17 or to the second support wall 22 educated.

Die erste Stützwandung 17 ist eine Wandung eines die Welle 8 vollständig umfassenden Wellenrings 24, welcher einstückig mit der Welle 8 ausgebildet ist. Ebenso könnte er auch unabhängig von der Welle 8 hergestellt worden sein und mit der Welle 8 drehfest gefügt sein.The first supporting wall 17 is a wall of a shaft 8th completely comprehensive shaft ring 24 which is integral with the shaft 8th is trained. Likewise, he could also be independent of the wave 8th been made and with the shaft 8th be rotatably attached.

Die zweite Stützwandung 22 ist von einem Ölschleuderring 25 des Abgasturboladers 2 gebildet.The second support wall 22 is from an oil slinger 25 the exhaust gas turbocharger 2 educated.

Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung 12 ist in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 ausgestaltet und ist in Form eines so genannten semi-floating Lagers ausgeführt. Dabei drehen sich die einstückig mit dem Abstandhalter 15 ausgeführten Radiallager 13, 14 nicht. Zur Fixierung ist ein nicht näher dargestelltes Fixierelement in einer Halteröffnung 28 aufgenommen.The storage device according to the invention 12 is in accordance with a second embodiment 3 configured and is designed in the form of a so-called semi-floating bearing. They turn in one piece with the spacer 15 executed radial bearings 13 . 14 Not. For fixing is a fixing element not shown in detail in a holder opening 28 added.

Die Abflussspalte 18, 23 weisen eine Umlenkung auf, wodurch ein gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel höherer Staudruck erzeugt wird. Dadurch wird die Tragfähigkeit erhöht. Aus einer zwischen dem Ölschleuderring 25 und dem Lagerabschnitt 5 ausgebildeten Kammer 29 wird durch den erzeugten höheren Venturi-Effekt Schmiermittel verbessert angesaugt, wodurch ein Übertritt des Schmiermittels in den Abgasführungsabschnitt 3 verringert bzw. eliminiert werden kann. Des Weiteren verringert sich eine Geschwindigkeit des Schmiermittels am Austrittsbereich 27, wodurch der statische Druck im gesamten Schmiermittelbecken reduziert wird.The drainage column 18 . 23 have a deflection, whereby a comparison with the first embodiment higher dynamic pressure is generated. This increases the carrying capacity. From one between the oil slinger 25 and the storage section 5 trained chamber 29 is sucked in by the generated higher Venturi effect lubricant sucked, whereby a transfer of the lubricant into the exhaust gas guide section 3 can be reduced or eliminated. Furthermore, a speed of the lubricant at the exit area decreases 27 , which reduces the static pressure in the entire lubricant reservoir.

Die Umlenkung kann auch gebogen ausgebildet sein.The deflection can also be formed bent.

In 4 ist in einer perspektivischen Darstellung das erste Radiallager 13, das zweite Radiallager 14 und der mit beiden Radiallagern 13, 14 einstückig ausgebildete Abstandhalter 15 dargestellt. Die Radiallager 13, 14 sind kegelstumpfförmig ausgebildet, wodurch sich eine Lagerfläche 26 der Radiallager 13, 14 auf einfache Weise erhöhen lässt ohne zusätzlich benötigten Bauraum. Die Erhöhung der Lagerfläche 26 führt zu einer verbesserten bzw. gesteigerten Dämpfung des Laufzeugs 1 und zu einer Steifigkeit der Lagerung des Laufzeugs 1.In 4 is a perspective view of the first radial bearing 13 , the second radial bearing 14 and the one with both radial bearings 13 . 14 integrally formed spacers 15 shown. The radial bearings 13 . 14 are frusto-conical, creating a storage area 26 the radial bearing 13 . 14 can be easily increased without additional space required. The increase of the storage area 26 leads to an improved or increased damping of the tool 1 and to a rigidity of the bearing of the power tool 1 ,

Der Winkel α ergibt eine Vergrößerung einer effektiven Lagerfläche, wobei die Lagerfläche 26 ein Teil dieser effektiven Lagerfläche ist. Ist der Winkel α in Form eines flachen Winkels ausgebildet, d. h. ist sein Wert kleiner als 45°, so führt dies zu einer wesentlichen Steigerung der effektiven Lagerfläche.The angle α results in an increase of an effective bearing surface, wherein the bearing surface 26 is part of this effective storage area. If the angle α is formed in the form of a shallow angle, ie its value is less than 45 °, this leads to a substantial increase in the effective bearing surface.

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Claims (11)

Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader, aufweisend ein erstes Radiallager (13) und ein zweites Radiallager (14), wobei die Radiallager (13, 14) zur radialen Lagerung einer Welle (8) des Abgasturboladers (2) ausgebildet sind, und wobei zwischen dem ersten Radiallager (13) und einer einem Turbinenrad (7) des Abgasturboladers (2) zugewandt ausgebildeten sich radial erstreckenden ersten Stützwandung (17) des Abgasturboladers (2) zur axialen Abstützung des ersten Radiallagers (13) und zwischen dem zweiten Radiallager (14) und einer einem Verdichterrad (6) des Abgasturboladers (2) zugewandt ausgebildeten sich radial erstreckenden zweiten Stützwandung (22) des Abgasturboladers (2) zur axialen Abstützung des zweiten Radiallagers (14) ein erster Abflussspalt (18) bzw. ein zweiter Abflussspalt (23) ausgebildet ist, und wobei die Welle (8) eine Drehachse (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen und gleichzeitigen radialen Lagerung und/oder zur Unterstützung der radialen Lagerung der erste Abflussspalt (18) und/oder der zweite Abflussspalt (23) sich gegenüber der Drehachse (11) zumindest teilweise unter Ausbildung eines Winkels (α), welcher größer oder kleiner als 90° ist, geneigt oder gebogen ausgebildet ist.Bearing device for an exhaust gas turbocharger, comprising a first radial bearing ( 13 ) and a second radial bearing ( 14 ), whereby the radial bearings ( 13 . 14 ) for the radial mounting of a shaft ( 8th ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) are formed, and wherein between the first radial bearing ( 13 ) and a turbine wheel ( 7 ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) facing radially extending first support wall ( 17 ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) for the axial support of the first radial bearing ( 13 ) and between the second radial bearing ( 14 ) and a compressor wheel ( 6 ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) facing radially extending second support wall ( 22 ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) for the axial support of the second radial bearing ( 14 ) a first discharge gap ( 18 ) or a second discharge gap ( 23 ) is formed, and wherein the shaft ( 8th ) a rotation axis ( 11 ), characterized in that for the axial and simultaneous radial bearing and / or to support the radial bearing of the first discharge gap ( 18 ) and / or the second discharge gap ( 23 ) with respect to the axis of rotation ( 11 ) is at least partially formed to form an angle (α) which is larger or smaller than 90 °, inclined or bent. Lagervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abflussspalt (18) und/oder der zweite Abflussspalt (23) in einem Austrittsbereich (27) des Abflussspaltes (18; 23) sich gegenüber der Drehachse (11) zumindest teilweise unter Ausbildung des Winkels (α), welcher größer oder kleiner als 90° ist, geneigt oder gebogen ausgebildet ist.Bearing device according to claim 1, characterized in that the first outflow gap ( 18 ) and / or the second discharge gap ( 23 ) in an exit area ( 27 ) of the discharge gap ( 18 ; 23 ) with respect to the axis of rotation ( 11 ) is at least partially formed to form the angle (α), which is greater or less than 90 °, inclined or bent. Lagervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Radiallager (13) und dem zweiten Radiallager (14) ein Abstandhalter (15) ausgebildet ist.Bearing device according to claim 1 or 2, characterized in that between the first radial bearing ( 13 ) and the second radial bearing ( 14 ) a spacer ( 15 ) is trained. Lagervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Radiallager (13) mit dem Abstandhalter (15) und/oder das zweite Radiallager (14) mit dem Abstandhalter (15) drehfest verbunden ist.Bearing device according to claim 3, characterized in that the first radial bearing ( 13 ) with the spacer ( 15 ) and / or the second radial bearing ( 14 ) with the spacer ( 15 ) is rotatably connected. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Radiallager (13) und/oder das zweite Radiallager (14) mit dem Abstandhalter (15) einstückig ausgebildet ist.Bearing device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the first radial bearing ( 13 ) and / or the second radial bearing ( 14 ) with the spacer ( 15 ) is integrally formed. Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abflussspalt (18) und/oder der zweite Abflussspalt (23) eine vom ersten Radiallager (13) bzw. eine vom zweiten Radiallager (14) gebildete erste Wandungsfläche (16) bzw. zweite Wandungsfläche (21) aufweist, welche gegenüber der Drehachse (11) geneigt ausgebildet ist.Bearing device according to one of the preceding claims, characterized in that the first outflow gap ( 18 ) and / or the second discharge gap ( 23 ) one from the first radial bearing ( 13 ) or one of the second radial bearing ( 14 ) formed first wall surface ( 16 ) or second wall surface ( 21 ), which with respect to the axis of rotation ( 11 ) is inclined. Lagervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten Wandungsfläche (16) und/oder der zweiten Wandungsfläche (21) gegenüberliegende erste Stützwandung (17) der Welle (8) bzw. zweite Stützwandung (22) der Welle (8) komplementär ausgebildet ist.Bearing device according to claim 6, characterized in that one of the first wall surface ( 16 ) and / or the second wall surface ( 21 ) opposite first support wall ( 17 ) the wave ( 8th ) or second support wall ( 22 ) the wave ( 8th ) is formed complementary. Lagervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (8) zur Ausbildung der ersten Stützwandung (17) einen Wellenring (24) aufweist.Bearing device according to claim 7, characterized in that the shaft ( 8th ) for forming the first support wall ( 17 ) a wave ring ( 24 ) having. Lagervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stützwandung (22) von einem Ölschleuderring (25) des Abgasturboladers (2) gebildet ist.Bearing device according to claim 7 or 8, characterized in that the second support wall ( 22 ) from an oil slinger ( 25 ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) is formed. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (15) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.Bearing device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the spacer ( 15 ) is formed of a plastic. Abgasturbolader mit einem Laufzeug, wobei das Laufzeug (1) ein Verdichterrad (6), ein Turbinenrad (7) und eine das Verdichterrad (6) mit dem Turbinenrad (7) drehfest verbindende Welle (8) umfasst, wobei das Laufzeug (1) in einem Lagerabschnitt (5) mit einer Lagervorrichtung (12) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger with a power tool, wherein the power tool ( 1 ) a compressor wheel ( 6 ), a turbine wheel ( 7 ) and one the compressor wheel ( 6 ) with the turbine wheel ( 7 ) rotatably connecting shaft ( 8th ), wherein the power tool ( 1 ) in a storage section ( 5 ) with a storage device ( 12 ) is rotatably mounted, characterized in that the bearing device ( 12 ) is formed according to one of claims 1 to 10.
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